110kv变电站电气部分设计

摘要随着社会的日益发展，电力系统起着越来越重要的作用。变电站是电力网络重要的组成部分，起着变换和分配电能的作用。电能与国民经济各个部门关系都很密切，因为电能的生产，消费，输送十分迅速，变电站是电能生产，消费，输送的中间环节，所以变电站的设计关系到国民经济的平稳发展，合理设计变电站十分重要。变电站设计的主要内容有负荷计算，变压器选择，主接线方式选择，电气设备选择，防雷接地等。负荷计算是计算文中所给的负荷参数计算,负荷的有功和无功。负荷计算后，本文根据负荷计算的结果选择合理的变压器，电容器。要选择各种电器设备时，必须先选择主接线。此次设计的110KV变电站主接线110KV侧有三个方案，比较各种方案后最终采用内桥接线；10KV侧有两个方案，比较各种方案后最终采用单母线分段接线。选择电气设备是不仅需要按照正常情况下选择，还应该按短路情况下校验动稳定和热稳定，这样，才能满足电气设备选择要求。防雷接地需要根据设计变电站的具体情况,选择合适的避雷针避雷器等相应的电气设备。本文从具体任务要求出发，通过以上步骤，对变电站做出相应的设计。关键词电力系统；变电站；变压器；主接线；电气设备ABSTRACTWITHTHEINCREASINGDEVELOPMENTOFSOCIETY,THEPOWERSYSTEMPLAYSANINCREASINGLYIMPORTANTROLETHESUBSTATIONISANIMPORTANTPARTOFTHEELECTRICITYNETWORK,WHICHPLAYSTHEROLEOFTHETRANSFORMATIONANDDISTRIBUTIONOFELECTRICENERGYENERGYHAVEAVERYCLOSERELATIONSHIPWITHTHEVARIOUSSECTORSOFTHENATIONALECONOMY,BECAUSETHEELECTRICALENERGYPRODUCTION,CONSUMPTION,TRANSPORTISVERYQUICKSUBSTATIONISTHEINTERMEDIATELINKSOFELECTRICITYPRODUCTION,CONSUMPTION,ANDTRANSPORTSOSUBSTATIONDESIGNRELATEDTOTHESTABLEDEVELOPMENTOFTHENATIONALECONOMY,SOTHEDESIGNOFSUBSTATIONISVERYIMPORTANTSUBSTATIONDESIGNCONSISTSOFLOADCALCULATION,TRANSFORMERSELECTION,MAINWIRINGOPTIONS,ELECTRICALEQUIPMENTSELECTION,LIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGANDSOONLOADCALCULATIONISTOCALCULATETHELOADACTIVEANDREACTIVEPOWEROFTHELOADPARAMETERAFTERLOADCALCULATIONS,BASEDONTHERESULTSOFTHELOADCALCULATION，THISPAPERSELECTREASONABLYTRANSFORMERS,CAPACITORSTOSELECTAVARIETYOFELECTRICALEQUIPMENT,WEMUSTSELECTTHEMAINWIRINGFIRSTTHEDESIGNOFTHE110KVSUBSTATIONSMAINELECTRICALSCHEMEHASTHREEPROGRAMSONTHE110KVSIDE,AFTERCOMPARINGVARIOUSPROGRAMS,ICHOOSETHEINNERBRIDGECONNECTIONFINALLYTHE10KVSIDEHASTWOOPTIONS,COMPARINGVARIOUSPROGRAMS,ICHOOSESINGLEBUSCONFIGURATIONTHESELECTIONOFELECTRICALEQUIPMENTISNOTONLYNEEDTOBESELECTEDINACCORDANCEWITHTHENORMALCIRCUMSTANCES,BUTALSOCHECKINGDYNAMICSTABILITYANDTHERMALSTABILITYBYSHORTCIRCUITCONDITIONSINORDERTOMEETTHEELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONREQUIREMENTSLIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGNEEDTOSELECTTHEAPPROPRIATELIGHTNINGRODLIGHTNINGARRESTERANDOTHERELECTRICALEQUIPMENTSDEPENDONTHESUBSTATIONACCORDINGTOTHEREQUIREMENTSOFTHESPECIFICTASKS,ITMAKESTHEAPPROPRIATEDESIGNOFTHESUBSTATIONTHROUGHTHEABOVESTEPSKEYWORDSTHEMAINPOWERSYSTEMTRANSFORMERSUBSTATIONTRANSFORMERMAINELECTRICALSCHEMEELECTRICALEQUIPMENT目录1绪论52原始资料及分析721原始资料722负荷分析723气象及地形分析73负荷计算及无功补偿831负荷计算的目的和意义832负荷计算步骤833电力系统的无功功率834电容器无功补偿目的及意义935电容器选择具体步骤935110KV侧电容补偿9352110KV侧电容补偿104变压器选择1141变压器选择意义1142变压器台数的选择1143变压器容量的选择115电气主接线的选择1351主接线的设计原则及基本要求1352变电所接线方案13521110KV侧方案1352210KV侧方案156短路电流计算1761短路的原因1762短路电流计算目的1763短路电流计算假定条件1764短路电流计算的一般步骤1765短路电流具体计算187电气设备选择2271高压电气设备选择的基本要求22711按正常工作条件选择电气设备22712按短路情况校验2372断路器的选择24721高压断路器选择意义24722断路器选择24723断路器校验2673高压避雷器的选择2774电流互感器的选择28741电流互感器选择意义28742电流互感器的选择2875熔断器选择3076电压互感器的选择3177母排的选择32771母排选择基本要求32772母排的选择32773母排选择的校验3378开关柜的选择33781开关柜介绍33782开关柜的选择348防雷与接地保护3581变电站的防雷措施3582变电所直击雷保护3583变电所入侵雷保护3684变压器中性点保护3685电气设备接地37851应当接地的范围37852变电站接地分类379总结及展望39谢辞401绪论变电站是电力网络重要的组成部分，其起着变换和分配电能的作用。电能与国民经济各个部门关系都很密切，因为电能的生产，消费，输送十分迅速，变电站是电能生产，消费，输送的中间环节，所以变电站的设计关系到国家经济的平稳发展，合理设计变电站十分重要。如果要合理的利用电力促进社会经济发展，就要掌握好电气工程的设计原则和方法，设计出合理的变电站。这样才能保证电网持续可靠供电，保证良好的电能质量和电力系统的经济运行。目前我国的电压等级有3KV、6KV、10KV、20KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV。随着高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠性有了进一步的要求因此改善电网结构提高电网自动化程度，是当今电力系统发展的新的要求。提高变电站结构和自动化水平也是提高电力系统自动化水平的关键。近年来110KV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。现阶段我国主要进行变电站的典型设计，是通过对现有变电站样本进行评估，类比，组合，形成典型方案，并以新技术为依托不断优化，形成一系列定制化产品，满足电网的需要。通过变电站典型设计，归并工程流程，统一技术标准，提高工作效率，降低项目实施的不确定性，加快工程建设进度，降低将来运行成本。在过去的十多年来，110KV变电站在系统中的地位发生了很大变化，110KV电力网络已下降为配电网络，大多数变电站已沦为负荷型的终端变电站。当今的110KV变电站设计为适应大城市经济、社会、环境的和谐发展，缓解用地日益紧张的局面，变电站发展呈现大容量，紧凑型和向地下发展的趋势。大容量变电站比一般容量变电站造价低，而且适合负荷密度较大区域。建设地下变电站能解决社会对电力需求的增长，大城市供电负荷猛增，变电站的分布密集，并深入到大城市繁华区域等问题。为了适应智能电网的发展，智能变电站的设计起着重要作用。包括110KV的各级变电站都向着智能化自动化的方向发展。智能变电站与传统的变电站相比，在技术先进性、安全性、占地少、成本低，少维护、环境友好等方面具有无可比拟的优势。智能变电站能满足无人值班，支持电力交易有效开展实现资源的优化配置。有较强的灾害防范、安全防范系统。国外变电站已开发了变电站综合自动化系统，已取得了较为成熟的运行经验。国外在制定的变电站综合自动化系统制造厂商颇多，已经制定了一些技术规范和标准来保证其产品相互协调。目前国际电工委员会等部门颁布了变电站自动化系统国际标准，为电力系统自动化的“统一标准，统一模型，互联开放”的格局奠定了基础。使、变电站信息建模标准化成为可能，信息共享具备了可实施的基础前提。本次设计的变电站是区域性终端变电站，属于降压变电站设计，只负责对一个局部区域负荷供电，区域性终端变电站的性能好坏会影响整片供电区域的用电质量，影响整个供电网络的电能质量。总之设计好变电站，有利于节约社会资源，推动社会进步，促进国家电力系统网络的优化。2原始资料及分析21原始资料一、110KV的区域性终端变电站设计原始资料要求如下1、该变电所所址位于平原地带，交通方便，无特殊环境污染。该地区最热月平均气温30，年最高气温为40，年平均气温15，土壤温度20。2、该变电所以110KV单回路与相距50KM的系统甲变电站相连；以110KV单回路与相距40KM的系统乙变电站相连，以10KV出线分别向附近的工厂和居民点供电，10KV出线共15回。3、系统电抗为005（当选SJ100MVA时）。4、变电所10KV侧的最大负荷为35MW，最小负荷为最大负荷的60；在15回出线中，最大一回的负荷按4MW考虑，负荷功率因数均按COS08考虑。5、110KV侧最大负荷利用小时数为6000小时；10KV侧最大负荷利用小时数为5000小时。6、110KV线路装有瞬时动作的主保护，其后备保护动作时间按秒考虑；10KV出线装有瞬时动作的主保护，其后备保护动作时间按05秒考虑。22负荷分析1110KV侧进线2回，在110KV及以上的供电要求有一定的可靠性。210KV侧出线15回，并且有、类负荷，对变电所的可靠性、灵活性要求较高最大一回线路负荷4MW，功率因数08，110KV侧最大负荷利用小时数为6000小时；10KV侧最大负荷利用小时数为5000小时。23气象及地形分析当地年最高气温40摄氏度，年最低气温15摄氏度，最热月平均温度30摄氏度，土壤温度20摄氏度。气象条件一般，根据电力工程设计手册选用设备时不做考虑，选普通设备即可。3负荷计算及无功补偿31负荷计算的目的和意义变电站中各种电气设备安全可靠的运行，需要依靠科学合理的电气设计。正确的估算出负荷需要的电力和电量，是变电站设计的基础。负荷计算是为了合理的选择变压器及导线；变压器和负荷合理配置后，变压器就可以安全运行，意义，可以实行高效、节能降耗。使各负荷在有交电压状态下工作（电压降很小，电流波动就小，设备出力最大）。计算负荷的准确程度直接影响电气设备、导线、电缆的选择是否经济、合理。计算负荷如果确定的大，会增加投资，造成有色金属浪费；如果计算负荷确定的小，会导致变电站设备承受过多负荷而迅速的绝缘老化，影响供电系统的可靠性。因此负荷计算的意义十分重大。32负荷计算步骤由任务书上得知变电所10KV侧最大负荷35负荷功率因数COS08变电所10KV侧最大负荷容量COS35084375变电所10KV侧最无功功率QMAXPMAXTAN3625MVAR33电力系统的无功功率电力系统中的变压器电动机等电气设备是利用电磁感应原理实现能量转换和传递的，这些负荷的电压和电流之间有一个向量角，这些负荷是感性负荷，这些感性负荷从电源吸收的功率称为感性无功功率。功率因数有功功率在视在功率中所占比重，即COS功率因数总是小于等于1。功率因数是供电公司考核用户的一项重要的经济指标。当功率因数过低时，线路上就传输着大量的无功功率。这些传输着的无功功率会导致功率损耗和电能损耗变大，用户电能质量变差。在供用电规则中规定高压供电的工业用户和高压供电装有负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为09以上。34电容器无功补偿目的及意义选择并安装电容器是对负荷进行无功补偿，它能提高负荷的功率因数；降低线路及变压器损耗；节约电费支出；提高电网的传输能力。35电容器选择具体步骤35110KV侧电容补偿我们令10KV侧功率因数补偿到094。由于实时动态无功功率补偿装置是按COS照最大负荷时的功率因数进行补偿的，所以876035500087601998（TANTAN，）1998（075036）7792所以选择66台BWF1051201W，每相接22台。具体电容器参数见表31电容进行补偿,实际补偿的QC792MVAR。表31电容器参数型号额定容量（KVAR）额定电容（）BWF1051201W120347因为负荷需要补偿QC792MVAR，所以QAV10QAV10QC7065MVARMVA192010210AVAVAVPS352110KV侧电容补偿将10KV侧低压母线的计算负荷加上变电器的功率损耗，即可得110KV侧负荷0318MW5SPAVT27AR6Q199T10AV1AV835VAR052194MVAQPSAV21AV210AV03COS1AV210AV210AV4变压器选择41变压器选择意义变电站是电力网络重要的组成部分，其起着变换和分配电能的作用。电能与国民经济各个部门关系都很密切，因为电能的生产，消费，输送十分迅速，变电站是电能生产，消费，输送的中间环节，所以变电站的设计关系到国家经济的平稳发展，合理设计变电站十分重要。变电站的合理设计，可以节约资源，优化电力网络，增加电网的可靠性。42变压器台数的选择变压器台数的选择原则（1）为满足负荷对供电可靠性的要求，根据负荷等级确定变压器的台数，对具有大量一、二级负荷或只有大量二级负荷，宜采用两台及以上变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作。（2）负荷容量大而集中时，虽然负荷只为三级负荷，也可采用两台及以上变压器。（3）对于季节负荷或昼夜负荷变化比较大时，从供电的经济性角度考虑；为了方便、灵活的投切变压器也可以选择两台变压器。故选择两台变压器。43变压器容量的选择当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供全部负荷的60，一般计算时取07。安装电容后26257791846184623523957单台变压器容量SE07072770MVA3957根据以上数据，选择SFP731500/110型号的110KV双绕组无励磁调压变压器，变压器的参数见下表41表41变压选择型号及参数型号额定容量（KVA）额定电压高压（KV）额定电压低压（KV）空载电流（）空载损耗（KW）负载损耗（KW）阻抗电压（）SFP731500/11031500110225（121）1050831471055电气主接线的选择变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。51主接线的设计原则及基本要求主接线的设计原则1考虑变电所在设计中的地位和作用2考虑近期和远期的发展规模3考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响4考虑主变台数对主接线的影响5考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响主接线设计的基本要求1可靠性所谓的可靠性是指主接线能可靠工作，以保证对用户不间断的供电。评价主接线的标志是断路器检修时是否影响供电；线路、断路器、母线故障检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否对重要用户的供电；变电所全部供电的可能性。2灵活性评价变电站灵活性有这几个方面的要求（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及及其继电保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。（3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次还是二次设备的改造量最小。3经济性主要指投资省、占地面积小、能量损失小。52变电所接线方案521110KV侧方案方案一桥式接线（见图51）因为进线比较长所以选择内桥接线。内桥接线的优点线路投切方便，工作可靠，灵活，使用电器少，装置简单清晰和建设费用低等优点。它容易发展成单母线分段和双母线接线，可作为建设初期的过渡接线。内桥接线的缺点变压器的投切复杂。图51110KV方案一侧桥式接线图52110KV侧方案二单母线分段接线方案二单母线分段接线（见图52）单母线分段接线的优点母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。单母线分段接线的缺点在母线故障检修时有50的用户会停电。方案三双母线接线（见图53）双母线接线的优点供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路；扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，且不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会像单母线分段那样导致交叉跨越。双母线接线的缺点开关数目多，连锁机构复杂，切换操作繁琐，易发生误操作，造价高，检修任意回路的母线时仍将段时停电。图53110KV侧方案三双母线分段接线综上所述，为了考虑变电站初期，简单，方便和经济性考虑而且变电站设计规范中指出110KV侧线路为两回及以下时，宜采用桥形，所以选择方案一，内桥式接线。52210KV侧方案方案一单母线分段接线（见图54）单母线分段接线的优点母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。单母线分段接线的缺点在母线故障检修时有50的用户会停电图5410KV侧方案一单母线分段接线图图55110KV侧方案二单母线接线方案二单母线接线（见图55）单母线接线优点接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。单母线接线缺点可靠性、灵活性差、母线故障时，各出线必须全部停电。综上所述，为了10KV侧工厂的可靠供电而且变电站设计规范中指出10KV侧线路为六回以上时采用单母线分段接线。所以选择单母线分段接线最终方案110KV侧内桥式接线，10KV侧单母线分段式接线。此次设计的110KV变电站主接线简图如图56。图56变电站主接线简图6短路电流计算61短路的原因短路电流是电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生的同路的情况。引起短路的原因有以下几个方面（1）电气绝缘损坏。（2）运行人员误操作。（3）气象鸟兽跨接等其他原因。62短路电流计算目的1选择和校验各种电气设备，如断路器、电流互感器、母线等；2为线路合理的配置继电保护和自动装置3作为选择和评价电气主接线方案的依据。63短路电流计算假定条件电力系统规划设计的远景短路电流一般是采用简化或近似的计算（1短路为空载，即负荷赂去不计，只计算短路电流的故障分量；（2故障前所有节点电压均等于平均额定电压，其标么值等于1；（3系统各元件的电阻赂去不计1KV以上的高压电网；此次计算的110KV站高压侧为110KV，低压侧为10KV，属于高压供电系统的短路电流计算所以考虑标幺值算法。64短路电流计算的一般步骤1基准容量，10MVASJAVUJAV3SJ/I2计算各元件电抗标么值变压器61NTBKT10X线路62SL03画等值电路图，化简网络4计算短路电流次暂态短路电流63KBPXII瞬时冲击短路电流64I25KISHSH次暂态短路功率65UJ3S“65短路电流具体计算确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的按线方式。当两主变压器分裂运行时，出现最大短路电流。短路电流可能出现的地方如图61。图61变电站短路图基准容量100MVA基准电压取110KV所以52486A基准电流110侧1131001031103所以577KA基准电流10侧223100103103系统电抗X005等效电路如图62图62短路等效短路图系统电抗005线路L1电抗01651012104501001102线路L1电抗01322022104401001102变压器电抗03312100105100100315当K1点短路时短路回路总电抗1101650050215短路电流的次暂态值11524860215244短路电流冲击值121218244621次暂态短路功率13111100021546511当K2点短路时短路回路总电抗2201320050182短路电流次暂态值22524860182288短路电流冲值222218288734次暂态短路功率当K3点短路时短路回路总电抗31101650050330545短路电流次暂态电抗3357705451059短路电流冲击值32321810592695次暂态短路功率33233100054518349当K4点短路时短路回路总电抗42201320050330512短路电流次暂态值4457705121127短路电流冲击值42421819532869次暂态短路功率33243100051219531计算结果整理于表61表61短路电流计算结果三相短路电流KA三相短路容量MVA短路点KIIISHIKSK124424424462146511K228828828873454945K3105910591059269518349K41127112711272869195317电气设备选择71高压电气设备选择的基本要求高压电器选择的主要任务是选择满足变电所及输，配电线路正常和故障状态下工作要求的合理的电器，以保证系统安全，可靠，经济的运行条件。在高压电器选择中主要问题有下述几点（1）高压电器应满足正常工作状态下的电压和电流的要求；（2）高压电器应满足安装地点和使用的环境条件要求；（3）高压电器应满足在短路条件下的热稳定和动稳定的要求；（4）高压电器应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质；（5）对于电流互感器的选择应记及负载和准确度级别；（6）对于熔断器的选择应考虑其上下级的配合；（7）对于电抗器的选择应校验其正常情况时的电压损失和短路时母线残压值。711按正常工作条件选择电气设备1电气设备的额定电压UN电气设备的额定电压UN不得低于所接电网的最高运行电压UWMAX,即71MAXWN2电气设备的额定电流IN电气设备的额定电流IN不小于该回路的最大持续工作电流IWMAX或计算电流ICA,即72MAXWNI或73CAI3电气设备的型号选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内、户外、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。712按短路情况校验在校验电气设备短路情况下的动、热稳定性时，应考虑在最大运行方式下的短路电流。1短路电流的计算条件应考虑工程的最终规模及最大的运行方式；2短路点的选择，应考虑通过设备的短路电流最大；3短路电流通过电气设备的时间，等于继电保护动作时间（取后背保护动作时间）和开关开断电路的时间（包括电弧持续时间）之和。校验项目1短路热稳定校验当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度（或热量）不应超过允许值，即满足热稳定的条件，有74T2IMA2ITI2短路动稳定校验当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件，有75MAXSHAXSHI或I3开关设备断流能力校验对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器、其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，即763MAXKOFMAXKOFIS选择校验时可以按表71表71高压一次设备的选择校验项目选择项目校验项目短路电流设备名称额定电压（KV）额定电流（A）装置类型准确度级热稳定动稳定开断能力（KA）二级容量高压断路器电流互感器电压互感器母线72断路器的选择721高压断路器选择意义高压断路器是变配电系统中重要的开关电器。高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置的作用下自动跳闸，切除短路故障。因此它对电力系统的安全、可靠运行起着极为重要的作用。722断路器选择1变压器高压侧断路器选择按正常条件选择额定电压110KVU额定电流高3COS3150031100820667选择LW36110型的断路器，具体参数如表722变压器低压侧断路器按正常情况下选择流过变压器低压侧断路器的计算电流按变压器低压侧的额定电流计算额定电流低低3低COS3150031008227332综上选择ZN1210/2500，额定电流为2500A的低压断路器3回路中的断路器选择额定电压10KVU回路中最大负荷4额定电流负荷3低COS40003100828868综上所述选择ZN510/630，具体参数如表72。表72断路器型号选择表类型放置位置型号额定电压（KA）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流固有分闸时间（S）合闸时间（S）SF6变压器高压侧LW36110110125010040KA（4S）006012变压器低压侧ZN1210/250010250010040KA（4S）00601真空户内变压器低压侧回路ZN510/630106305020KA（4S）00501723断路器校验以一号进线端1进线端为例1变压器高压侧断路器选择（1）热稳定校验655K22442112TK2402464002满足T22（2）动稳定校验2695100满足经校验LW36110型SF6断路器满足要求2变压器低压侧断路器（1）热稳定校验10512336K292112TK2402464002T满足22（2）动稳定校验2695100满足经校验ZN1210/2500型真空断路器满足要求2出线回路侧断路器（1）热稳定校验TK2202416002（2）动稳定校验KA50KA269550满足经校验ZN510/630型真空断路器满足要求2进线端选择的断路器与一号进线端的选择相同2进线校验结果如表73表73断路校验结果表类型放置位置型号热稳定校验动稳定校验2K2T2K2满足2T2（KA）KA满足50SF6变压器高压侧LW361108296400满足734100满足变压器低压侧ZN1210/2500127016400满足2896100满足真空户内变压器低压侧回路ZN1210/2500127011600满足289650满足73高压避雷器的选择避雷器有保护间隙，管型避雷器，阀型避雷器，金属氧化物避雷器。保护间隙熄弧能力差，往往不能自行熄灭，引起断路器的跳闸。管型避雷器伏秒特性陡且动作时有气体喷出，适于室外使用。阀型避雷器伏秒特性平缓，残压低更适合保护变电所中的电气设备。氧化锌避雷器有理想的非线性特性，还具有无间隙、无续流、通流量大、残压低、体积小、重量轻等优点。世界上很多国家用氧化锌避雷器代替了阀型避雷器。所以这次变电站设计选用氧化锌避雷器。10KV侧选择Y5WZ17/45，110KV侧选择Y10W100/260。74电流互感器的选择741电流互感器选择意义互感器主要包括电压互感器和电流互感器，其主要作用为（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流；（2）使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身安全。742电流互感器的选择电流互感器精确测量用01，02级；监视或估算电量用一级、三级；保护用1级以上，如5级、P级、3P、5P。（1）变电站进线端的电流互感器的选择额定电压110KVU额定电流20667AICASNT3UNTCOS电流互感器的二次侧一般选择5A，一次侧根据计算结果选择400A选择LCWD110400/5型电流互感器。具体选择结果见表74。电流互感器选择校验变电站1进线端热稳定校验需要满足（1）22（24026K1）22224421595K2动稳定校验845KA05IKN1ES62KASH满足动稳定校验条件21变电站2进线端热稳定校验需要满足（1）22（24026K1）22228821829K2动稳定校验845KA05IKSHEK347S满足动稳定校验条件21经校验选取LCWD110型电流互感器是满足要求的。74电流互感器型号选择表放置位置型号额定电流比1S热稳定倍数动稳定倍数变压器高压侧LCWD110400/575150变压器低压侧LMZB6102500/53545变压器低压回路LZZJB10，400/55570（2）变压器低压侧的电流互感器的选择额定电压10KVU额定电流高3COS3150031008227331选择LMZB610，2500/5型号的电流互感器。具体选择结果见表74。具体校验结果见表75，经校验LMZB610，2500/5型号的电流互感器是满足要求的。（3）低压侧出线回路电流互感器选择额定电压10KVU低压侧回路最大容量为4MV额定电流029KA高3COS选择LZZJB10，400/5型号的电流互感器具体选择结果见表74。具体校验结果见表75，经校验LMZB610，2500/5型号的电流互感器是满足要求的。表75电流互感器选择校验图放置位置型号热稳定校验动稳定校验2K2（1）2K2满足1）22（KA）21KA满足21变压器高压侧LCWD110400/559561502满足6218485满足变压器低压侧LMZB6102500/512701765625满足289612728满足变压器低压侧回路LZZJB10400/512701484满足28963960满足75熔断器选择熔断器是最简单和最早使用的一种保护器，用来保护电路中的电气设备，使其在电流过负荷时免受损坏。1额定电压选择熔断器的额定电压必须大于或等于电网的额定电压。2额定电流熔断器额定电流应大于或等于所装熔体额定电流，即。NFEUI保护电压互感器时，熔体的额定电流的选择原则电压互感器二次侧的负荷很小，近似空载，因此保护电压互感器的熔断器熔体额定电流一般选05A。选择RN210型高压熔断器，其技术参数如表76表76高压熔断器技术参数型号额定电压（KV）额定电流（A）三相最大断流容量MVA最大开断电流KA当开断极限短路电流时，最大电流峰值KA过电压倍数（额定电压倍数）RN2101005100050100025校验最大开断电流为50KA，而10KV侧最大短路电流为1127KA,故其断流能力满足需求。76电压互感器的选择1额定电压的选择电压互感器一次绕组的额定电压应不低于所接电网的额定电压，二次绕组额定电压一般为100V,与二次侧所接的仪表或继电器相适应。2准确度级的选择供测量仪表和功率方向继电器电压互感器，应选02级或05级；供一般监视仪表和电压继电器用的电压互感器，应选13级。综上所述，高压侧应选JCC2110型电压互感器，低压侧选择JDZX610型压互感器。具体参数如下表77表77电压互感器参数额定电压（KV）二次额定容量（VA）型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组05级1级3级最大容量（VA）质量（KG）JCC2110110/301/30150010002000350JDZX61010/301/301/3508020040077母排的选择771母排选择基本要求裸露母线的选择应考虑到母线的材料、类型和敷设方式，选出截面积并校验其动稳定性。772母排的选择（1）按允许载流量选择母排的截面积（77）的计算由电气主接线图可知，负荷分配在两个变压器回路中，10KV侧最大负荷为35MV,按每个母排分担20MVA考虑。25MVACOS2008144KA325310查表选择截面为10010的矩形铜母线40时，故选母排型号TMY154010010。773母排选择的校验（1）热稳定性校验铜母线的热稳定系数C171，已知继电保护动作时间不大于15S，取假想时间15S，则IMAT11271711580722满足要求。78开关柜的选择781开关柜介绍开关柜是金属封闭式开关设备的俗称，指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。同一回路的开关电器、测量仪表、继电保护装置、控制设备以及信号装置都装配在一个或两个封闭或半封闭的金属柜内。782开关柜的选择高压开关柜结构紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有多种接线方案以供选择。高压开关柜是成套设备，选择应力求技术先进，安全可靠，经济适用，操作方便，还应考虑长远发展。一般选择KYN金属移开式户内开关柜。8防雷与接地保护81变电站的防雷措施变电站的设备如果遭受雷击，变电站的设备有可能遭到严重的损坏，造成停电事故，其后果十分严重。因此，完善的防雷保护装置十分重要。因此变电站如下设备和建筑物应该有直击雷保护装置（1）屋外配电装置（包括母线廊道、架空母线桥、软连线等）；（2）遭受雷击后，会引发火灾一类的建筑物（像露天油箱、油设备等建筑物、易燃材料的仓库）；（3）有爆炸危险的建筑物（如氢气设备和乙炔发生装置等）；（4）雷击后会造成机械性破坏的高大建筑（如烟囱、冷却塔、变压器修理间等）。变电站内应根据具体情况，合理选用避雷针、避雷线、避雷带进行直击雷保护。屋外配电装置一般用避雷针作为直击雷保护。82变电所直击雷保护变电所直击雷保护主要采取避雷针（线）保护。变电站屋外的配电装置，较高建筑物以及易燃易爆对象，都应该加直击雷保护。110KV变电站一般装设在构架上，因为主变压器绝缘较弱而且重要性大，所以在变压器门型构架上不装设避雷针。安装避雷针时应注意1独立针与道路之间要留有3M的距离，否则应聘58CM的碎石或沥青，以保证人不受跨步电压的危害。2避雷针上下严禁装设架空照明线、电话线、广播线等。3如果在独立针的上下装设照明灯，这些灯的电源线必须用铅皮电缆，或全部导线装在金属管内，并将电缆或金属管埋在地下10以外，才允许与35KV及以下配电装置的接地网相连，或与屋内低压配电装置相连。83变电所入侵雷保护因为雷击线路比雷电直击变电站的概率大的多，所以沿线路侵入变电站的雷电过电压行波是常见的。因此变电站对雷电入侵波的保护十分重要。雷电入侵波保护是利用阀型避雷器以及与阀型避雷器相配合的进线保护段。220KV及以下的配电装置电气绝缘要与阀型避雷器通过雷电流为5KA幅值的残压进行配合。雷电入侵波的雷电入侵波幅值取进线保护段绝缘水平的负极性冲击强度，即进线端绝缘的50冲击放电电压，一般按10511倍选取。一般变电站进线保护如图81图81变电站进线端防雷保护图进线保护是为了防止变电站进线遭雷击后的雷电波入侵变电所，使变电站的配电装置遭到破坏。在进线端的12KM处加避雷器，这样不仅可以防止进线端遭受直接雷击，还能使感应雷电压发生在12KM之外。84变压器中性点保护电力系统中，非直接接地的变压器及其中性点往往受到大气过电压及不对称运行时工频暂态过电压的作用，为防止变压器中性点绝缘受到损坏，需对非直接接地的变压器中性点进行保护。直接接地系统中的变压器中性点绝缘水平是按分绝缘设计的，及为变压器首段绝缘水平的一半。110KV变压器中性点绝缘水平如表81表81变压器中性点绝缘水平表电压等级（KV）110J绝缘类型分级绝缘绝缘等级35工频实验电压（有效值）85绝缘水平（KV）冲击实验电压（有效值）180变压器中性点过电压设备操作放电电压下限应高于单相接地时变压器中性点的操作过电压。对于110KV中性点接地系统变压器中性点保护避雷器可以按表选择82表82110KV中性点接地系统变压器中性点避雷器选择表电压等级（KV）110J中性点绝缘水平分级绝缘板避雷器形式FZ4085电气设备接地为了保证人身安全，所有的电气设备都应装设接地装置，并将电气设备的外壳接地。851应当接地的范围（1）变压器，电器，照明设备的底座和外壳。（2）电气设备传动装置。（3）互感器的二次绕组，但继电保护方面另有规定除外。（4）配电屏与控制台框架。（5）屋外配电装置的金属和钢筋混凝土构架以及带电部分的金属遮拦。（6）交直流电力电缆盒的金属外壳和电缆的金属外皮，布线的钢管等。852变电站接地分类1工作接地目的为电了气装置在运行所需要的接地,如交流中性点接地、直流绝缘监测接地、电压互感器一次接地、通信电源极接地等。这些接地可就近直接或经一定阻抗接于主接地网。2保护接地目的有1防止电气设备绝缘损坏或发生漏电流时，导致人员遭受电击或导致设备损坏；2防止高压窜入低压回路及设备而引起的高电压，造成事故扩大；3在电器故障时，过电流保护装置将会动作而切断电源。高压系统设备的接地是将其外壳及其支架就近接于主接地网。此类接地原则是将一个设备或一组连在一起的设备用一根引下线独立接地，对于具有二次元器件的一次设备,要用二根接地线分别接地,这样主要为了避免其中一根接地线断裂,高压电穿入二次回路,损毁二次设备。3屏蔽接地屏蔽接地的目的是将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰对弱电设备的影响,也可减少弱电设备产生的干扰而影响其他弱电设备。9总结及展望经过这次变电站设计的毕业论文，使我对110KV变电站电气部分设计有比较全面的了解。这次毕业设计锻炼了我自己独立分析问题、独立解决问题的能力，培养我的工程应用能力。通过这次毕业设计我还学会了查阅文献，通过所查阅的文献我了解相关典型设计，并了解了变电站设计的特点、步骤、方法规范和目前变电站设计的现状与发展。我在充分学习了变电站的典型设计、相关标准规范的基础上，根据给的设计条件、负荷情况等对某110KV变电站电气部分进行初步设计。我通过负荷计算，短路电流计算选择合适的